Периоды жизненного цикла здания

Вопрос  №1. Периоды жизненного цикла зданий. Основания для принятия решения по сносу здания или по его реконструкции.

Жизненный цикл зданий - это время от момента обоснования  необходимости их возведения до наступления  экономической нецелесообразности дальнейшей эксплуатации. Периоды жизненного цикла разделяются на:

I - период по технико-экономическому обоснованию возведения здания;

II - по конструированию и проектированию;

III - по возведению с разработкой технологии, организации и технологических регламентов производства работ;

IV - по предэксплуатационному освоению;

V – по эксплуатации зданий и наработке, позволяющей обеспечить окупаемость средств, вложенных в их создание и освоение;

VI - по поддержанию конструктивных элементов и инженерных систем здания в нормальном техническом состоянии путем проведения планово-предупредительных и капитальных ремонтов;

VII - период физического и морального износа, требующий проведения модернизации, реконструкции или сноса здания. Последнее состояние является периодом окончания жизненного цикла или началом нового.

VIII - период реконструкции, восстанавливающий физико-механические и эксплуатационные характеристики зданий, включающий: I, II - технико-экономическое обоснование и разработку технической документации.

Рассматривая здание как строительную систему с конструктивными элементами из различных материалов с разной долговечностью, имеют место фазовые изменения ее параметров под влиянием факторов внешней и внутренней среды. Траектория движения системы во времени представляет собой некоторую последовательность изменения ее состояния под влиянием эксплуатационных (внутренних) режимов и внешних воздействий различного характера (механические, химические и др. процессы), приводящих к нарушению устойчивого состояния здания как сложной строительной системы.

Устойчивое состояние  системы характеризуется ее равновесием  на протяжении длительного периода  времени.

Возможное изменение  параметров здания характеризуется  переходными процессами, когда система  или отдельные ее элементы не обеспечивают эксплуатационную надежность и требуют ее восстановления.

Последний период характеризуется  превышением затрат на поддержание  равновесного состояния системы  над прибылью от эксплуатации. Этот период свидетельствует о необходимости  сноса здания или выполнения реконструктивных работ, восстанавливающих или переводящих его в качественно новое состояние.

На рис. 1.а приведены  основные периоды жизненного цикла  зданий с распределением затрат на эксплуатацию, реконструкцию и соответствующие  доходы, получаемые от выполнения комплекса работ. Продление жизненного цикла представлено областью         (VIII), которая включает комплекс работ и затрат по реконструкции с последующими расходами и доходами.

Рис. 1. Динамика жизненного цикла зданий (а) и распределение затрат (б) при выполнении ремонтно-восстановительных работ и реконструкции

Наиболее характерная динамика соотношения затрат и получаемой прибыли во времени приведена на рис. 1.б, когда на определенном периоде (V) наблюдается не только убыточность, но и небезопасность эксплуатации. Это обстоятельство свидетельствует о необходимости принятия решения по сносу здания и по возведению нового, по его реконструкции, обеспечивающей качественно новые технико-экономические показатели, а также по изменению функций здания (перевод из жилого в нежилое).

Особое значение на принятие решения оказывают район расположения здания и стоимость земельного участка, занятого под застройкой. При его высокой стоимости экономически целесообразны снос здания независимо от его физического состояния и возведение нового.

Примером таких решений  является массовый снос жилых кварталов первых массовых серий в Москве.

Результаты инструментальных обследований и выявление дефектов позволяют оценить техническое  состояние по степени физического  износа. В свою очередь, уровень физического  износа дает представление о примерной  стоимости восстановительных работ и целесообразности их проведения (рис. 2).

Рис. 2. Взаимоотношение уровня физического износа конструктивных элементов и здания в целом и стоимость восстановительных работ

Анализ статистических данных показывает, что с увеличением  времени эксплуатации уровень физического  износа постоянно возрастает и его  ликвидация может превысить стоимость  здания. В то же время возможно выделить критическую область К (50-60 % физического износа), когда экономически целесообразно проведение восстановительных работ.

Определяющее влияние  на экономическую эффективность  оказывает распределение эксплуатационных затрат с учетом различного рода отказов  в течение жизненного цикла зданий (рис. 3), включающих три характерных периода:

- период приработки (Т_пр), когда отказы являются следствием дефектов, допущенных при возведении зданий. Они интенсивно проявляются в первые годы эксплуатации зданий (1-2 года);

- период нормальной  эксплуатации зданий (Т_н), когда количество отказов спадает и эксплуатационные затраты определяются техническими решениями, принятыми в проекте, эти затраты в течение длительного времени возрастают;

- период физического  износа (Т_из) характеризуется резким возрастанием эксплуатационных затрат за счет выработки ресурсов материалов и конструкций, используемых при возведении здания.

Рис. 3. Распределение эксплуатационных затрат в течение службы здания (Т_ц) 
Т_пр - период приработки; Т_н - период нормальной эксплуатации; Т_изн - период износа (снижения эксплуатационной надежности); Z_пр, Z_эк, Z_изн - затраты в периоды приработки, эксплуатации и интенсивного износа зданий

Рассматривая динамику каждого из периодов, можно установить количественные характеристики воздействия случайных факторов на эксплуатационные затраты и определить источники их возникновения: в период приработки - качество выполнения строительно-монтажных работ; в период нормальной эксплуатации - качество проектных решений и технология эксплуатации зданий; в период износа - долговечность принятых материалов и конструкций.

Определяющее влияние  на характер и объем эксплуатационных затрат оказывает уровень энергоэффективности  зданий, включающий надежность инженерных сетей и систем, стабильность теплотехнических характеристик ограждающих конструкций, режим эксплуатации зданий и показатели, характеризующие удельный расход энергоносителей.

Вопрос  №2.  Примеры реконструкции общественных зданий.

За последнее время  накоплен огромный опыт по реконструкции  различных типов общественных зданий и приспособления под многие общественные функции жилых исторических зданий различного назначения. Безусловно, часть  самых ценных в историческом плане общественных зданий должна быть сохранена в первозданной красе и с первоначальной функцией, которая может жить как музейная реликвия для показа всем жителям планеты, приезжающим в турпоездки по стране. Для многих стран мира такие круизы являются основной частью доходов бюджета. Наша страна хоть и пострадала в период второй мировой войны, но самые ценные реликвии Древней Руси удалось восстановить и отреставрировать. Эту часть проблемы мы не трогаем, так как это запретная зона для простых инженеров и архитекторов. Для работы с памятниками архитектуры выпускаются специалисты в области реставрации. При этом они могут выполнять очень сложные и точные работы при реконструкции менее важных памятников архитектуры.

Здесь надо оговориться. Ведь в отличие от жилых зданий, хотя и построенных давным-давно, общественные здания прошлых времен почти все являются очень ценными в историческом плане сооружениями. Если посмотреть назад, в глубь веков, то можно четко сказать, что почти ни одно из общественных зданий не дошло до наших дней с сохранением его первозданной функции. Поскольку данные здания возводили с огромным запасом прочности, то их моральный износ очень легко компенсировали новой функцией. И при этом никто не задумывался о сносе здания, а вопросы реконструкции решались быстро и безболезненно. В чем здесь фокус? Да в том, что по своей структуре общественные здания в огромной степени похожи друг на друга. У всех есть залы, где размещается основное ядро, есть вспомогательные помещения, при этом входная группа помещений имеет одно и то же назначение — прием и предварительное обслуживание посетителей.

Конечно, пропускная способность  общественных зданий различается очень  сильно. Но ведь никто не собирается из камерного театра делать 100-тысячный стадион. При реконструкции архитектор, безусловно, ищет здание для новой функции с подходящими габаритами основных и вспомогательных помещений. Уже в процессе проектирования реконструкции он надолго задумывается, как сделать перепланировку помещений, как заново перекрыть зал современной большепролетной конструкцией.

Таким образом в помещениях дворцов создавались театры. В  помещениях кафедральных соборов —  спортзалы и бассейны. В помещичьих усадьбах и дворцах промышленников — библиотеки, музеи, школы, больницы, высшие учебные заведения и многие другие функции. Общественные здания всегда решали проблему красоты города. Постепенно в исторической части центральных кварталов после войны восстанавливали именно эти здания, а уничтоженный контекст исторического окружения, естественно, никто не восстанавливал. Так, памятники архитектуры в виде жемчужин стоят, окруженные или зажатые в тиски новой послевоенной застройки.

О проблемах воссоздания  исторического контекста вокруг общественных зданий пусть думают градостроители и высокое городское начальство. Мы будем говорить о продлении жизни общественных зданий путем организации в них новых общественных функций. Архитектор-реставратор — реконструктор исторической среды всегда стоит перед дилеммой «угодить» богатому заказчику, а только ему под силу финансировать восстановление и реконструкцию крупных общественных зданий и в то же время не навредить памятнику архитектуры и его окружению. При этом нужно иметь очень твердый характер, чтобы противостоять иногда «мещанским» вкусам новых русских, которые хотят «повесить» на фасад или «налепить» на крышу здания какие-то несуразные элементы, чуждые архитектурному образу исторического здания. Так произошло с реконструкцией одного из памятников архитектуры в городе Ростове-на-Дону под здание банка. Главное управление архитектуры и инспекция по охране памятников архитектуры должны не только утверждать проекты реконструкции памятников, находящихся в городе, но и ежедневно делать объезд бесценных сокровищ истории города.

И это очень важно, так как  «бандитский» капитализм в России творит такие дела, что за одну ночь в городе Ростове-на-Дону испортили одно из самых первых каменных зданий в архитектуре ростовской агломерации. При этом пострадало не только здание, но и облик всей окружающей застройки исторического центра города в районе Старого базара. Сложность профессии архитектора, вступающего на путь реконструкции исторического здания, состоит в отыскании органических средств взаимосвязи старого и нового, но этого порой мало, надо иметь не только мастерство, но и уметь привлечь весь научный аппарат, надо овладеть мастерством анализа и умело пользоваться творческим опытом прогрессивных решений реконструкции, выполненной в прошлые века. В различных странах мира совершенно по-разному трактуют задачи по сохранению памятников архитектуры в виде общественных зданий. Многие сходятся на том, что для этой категории зданий не важен окружающий контекст, так как шедевр всегда останется шедевром на все времена. Только сумма качественных характеристик, которую возглавляет историческая значимость объекта, должна определять его современную функцию — социальную значимость, а отсюда и работу над его формой и содержанием, а значит, и степенью реконструкции. Здесь вполне могут быть метаморфозы, когда вся оболочка здания остается, а все внутреннее содержание изменяется, т. е. появляются новые внутренние стены, перегородки, перекрытия и покрытие здания, удовлетворяющие жизнедеятельности новой функции. С этихпозиций любой «памятник архитектуры» может выступать как новый тип общественного здания. Надо отметить, что процесс обследования общественного здания иногда проводить легче, чем жилого здания, так как отжившая функция освобождает пространство от его посетителей, что почти невозможно или очень дорого при реконструкции жилых зданий.

Но в то же время структура  общественного здания всегда сложнее, чем жилого дома, и требует применения дорогостоящих приборов и механизмов для обеспечения доступности  к большепролетным конструкциям. Очень важным вопросом при проектировании реконструкции любого общественного здания стоит проблема развития его структуры, расширения числа помещений, увеличения пропускной способности. В этом случае уже необходимо подключать к реконструкции рядом стоящие здания или осуществлять пристройку новых объемов. Рассмотрению этого вопроса будет посвящен специальный раздел пособия. Ниже мы рассмотрим примеры реконструкции общественных зданий, которые по своему объему удовлетворяли размещению в них новых функций. В этом разделе мы не будем рассматривать реконструкцию религиозных зданий, так как в новых условиях развития страны все эти здания были возвращены местным епархиям для восстановления в них религиозных функций. Первым принципом реконструкции общественных зданий является реконструкция на основе объемно-технических характеристик памятника архитектуры. Этот вид реконструкции очень широко используется на практике с целью подбора арендатора, максимально соответствующего объему здания и его архитектурно-планировочной структуре.